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太阳能光伏系统在喷灌机上应用

太阳能光伏系统在喷灌机上应用 艾瑞德灌溉
2019-03-18
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导读:在苏丹的沙漠里,一台470多米的指针式喷灌机正在灌溉70公顷的苜蓿,水通过人工渠道从尼罗河取水。

今天艾瑞德小编给大家介绍一下光伏驱动喷灌机的案例。在苏丹的沙漠里,一台470多米的指针式喷灌机正在灌溉70公顷的苜蓿,水通过人工渠道从尼罗河取水。由于日照充足,这里的紫花苜蓿长势极好,每年可收获11次,整个灌溉期超过300天。 2016年以前,这台喷灌机的主人一直用一台135千瓦的柴油发电机每天运行22小时为喷灌机和水泵供电,当时柴油价格大致为0.4USD/L 2016年,当地政府开始缩减燃料补贴,导致汽油、柴油价格大幅上涨。这台喷灌机的主人不得已在2017年安装了太阳能系统,以取代柴油发电机和交流泵。这台喷灌机每天运行11个小时,三个并联泵每天提供所需的3300立方的水用于灌溉。

一、光伏和柴油机组成本对比


小编大体给大家讲解一下,一般情况下柴油发电机组发电的转化效率约为30%,大概1升柴油能发9.9度电,也就是9.9千瓦时。由于柴油发电机组是135KW,为了对比,取光伏喷灌机运行11小时,135kw*11H=1485千瓦时,这是总的需要的电量。

柴油转化效率为30%,所以1485千瓦时除以9.9,然后再除以0.3,得出500L,意思是每天需要500L的柴油才能满足喷灌机和水泵11小时的用电量。剩下的就是1个月、1年、5年合计下来的成本对比。小编就不再一一说明了。

光伏系统的初始投资是柴油机的10倍左右。这里需要注意的是,客户可以根据当地光照条件、种植面积、种植作物、灌溉周期进行规划,甚至可以让喷灌机24小时运行,此时的基础投资就很高,一般的都将喷灌机运行时间规划为6-10小时。

二、光伏喷灌机系统构成

光伏喷灌机系统主要包括太阳能电池、逆变器、水泵机组和喷灌机设备等部分,基本原理是:太阳能电池板接收太阳辐射将光能转换为电能,并驱动水泵机组工作,将水从水源输送至喷灌机。其中,太阳能电池板是用来实现将太阳能转换为电能的装置,逆变器用于实现将直流电逆变为交流电。

 


1、太阳能电池板

太阳能电池板最基本的单元是光伏电池单体,若干个单体可封装成电池组件,然后再根据需要通过串并联的方式将若干个组件组合,最终得到特定功率的光伏阵列。因此想要你的喷灌机运行的时间长,就必须增加电池板的面积,以获得更多的转化光能。


2、蓄电池组

蓄电池组其主要任务是贮能,以便在夜间或阴雨天保证负载用电。光伏供电系统中蓄电池容量的设计应考虑光照强度不足时,蓄电池电量能够满足系统持续工作的需求。当选定蓄电池类型后,还需根据系统工作电压对蓄电池组进行串并联设计。蓄电池容量的确定与负载日用电量、蓄电池放电深度、系统自给天数、环境温度等有关,所以喷灌机运行时间长,要求的蓄电池组也多。


3、逆变器

逆变器用于将太阳电池阵列产生的直流电逆变为交流形式,驱动水泵机组工作,并可根据日照强度的变化对水泵机组的工作状态实时控制。根据日照强度的变化实时地调节输出频率,使输出功率接近太阳电池阵列的最大功率:当日照很充足时,保证水泵机组的转速不超过额定转速;当日照不足时,根据设定最低运行频率是否满足,否则自动停止运行,逆变器的寿命一般为58年。


4、水泵机组

光伏扬水系统中,水泵机组选择得当与否会对整个系统的稳定性和经济性造成影响。根据是否选用逆变器,可将太阳能光伏提水系统中的水泵机组分为直流水泵机组和交流水泵机组两种。若系统中没有逆变器,则需配置专用的直流水泵机组,但此种情况的成本较高。若系统中配有逆变器,则可选用普通的交流水泵机组。


艾瑞德小编在此说明:本文引用不少图片、实际案例,目的旨在向喷灌机使用者理解并掌握喷灌机及其相关配套的知识。本文为艾瑞德小编原创,欢迎大家转发!


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